退火工艺对780 MPa级复相钢组织与性能的影响

采用退火模拟器、拉伸试验机、光学显微镜和透射电镜等设备研究了连续退火工艺对780 MPa级复相钢组织性能的影响。结果表明,780 MPa级复相钢经连续退火后组织结构为铁素体、贝氏体加马氏体复相组织,同时在基体中含有大量Nb Ti碳氮化物析出相。随着退火温度升高,组织中的马氏体贝氏体含量逐渐增加,同时Nb Ti碳氮化物析出相数量逐渐降低;同时随着退火温度的升高,规定塑性延伸强度和抗拉强度逐渐增加,在810℃退火时达到最佳性能。     

连续退火温度对550MPa级热镀锌低合金钢性能的影响

研究了连续退火温度对550 MPa级热镀锌低合金钢组织性能的影响。结果表明,550 MPa级热镀锌低合金钢经连续退火后基体为铁素体加少量渗碳体,同时在铁素体中含有大量Nb、Ti碳氮化物析出相。在不同退火温度下,铁素体晶粒尺寸相差不大,但Nb、Ti碳氮化物析出相数量随退火温度升高而降低;同时随着退火温度的升高,屈服强度和抗拉强度降低,伸长率增大。     

热环境下建筑用高钢级管线钢中碳氮化物的析出行为

研究了建筑用高钢级管线钢在热环境下的碳氮化物析出问题。结果表明,800℃下平衡状态合金中的Nb和Ti元素含量较低。在析出物中,Nb C所占的质量分数最大,Al元素绝大部分熔化在合金中。Nb元素的存在能够限制Ti元素的析出,同时高含量的Nb还可以提高Al N和碳氮化物的析出温度。     

1000MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢加热制度研究

采用OM、TEM和EDS分析技术,研究了1000 MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢在不同加热温度下保温不同时间时奥氏体晶粒粗化行为与微合金元素碳氮化物溶解行为。结果表明,铸坯中存在尺寸与形状明显不同的3类析出物:尺寸大于1μm的方形Ti N粒子;尺寸在500 nm以下的球形、椭球形或方形Nb、Ti复合析出物;少量方形或椭球形Ti S或Ti(C,S)析出物。随着温度的升高,原始奥氏体晶粒尺寸呈现出单调增大的趋势,当加热温度超过1200℃时奥氏体晶粒发生快速长大,而析出物数量不断减少、尺寸逐渐增大、Ti/Nb原子比逐渐升高,EDS显示均为Ti、Nb复合析出。随着保温时间的延长,原始奥氏体平均晶粒尺寸呈抛物线规律长大,小尺寸的球形、椭球形的析出物逐渐溶解,大尺寸方形析出物数量逐渐增加且棱角变得模糊。综合考虑加热温度和保温时间对Nb、Ti微合金元素的固溶行为和奥氏体晶粒粗化行为的影响,1000 MPa级Nb-Ti微合金化超高强度钢的加热温度和保温时间分别为1250℃和80 min较合适。     

Nb对低碳微合金钢组织与性能的影响

以低中高三种含Nb的低碳微合金钢作为试验钢,研究了Nb低碳微合金钢钢组织、碳氮化物析出相和性能之间的关系。结果表明,试验钢的热处理组织为低碳板条贝氏体+多边形铁素体。随着铌含量增加,试验钢组织中板条贝氏体含量和碳氮化物析出相数量明显增加,组织明显细化,试验钢强度显著提高。当Nb含量超过0.05%后,试验钢的强度增加不明显。因此,在低碳微合金钢中Nb的合理添加量在0.05%左右。     

超快速连续退火对低Si系Nb-Ti微合金化TRIP钢组织和力学性能的影响

采用EBSD和TEM对不同超快速连续退火条件下的低Si系Nb-Ti微合金化TRIP钢进行了显微组织观察,并探讨了拉伸性能.结果表明,100℃/s的加热速率和短时保温制度,使铁素体晶粒细化,并保留了热轧过程中的弥散细小的微合金元素碳氮化物析出,因此提高了钢的强度和塑性.缓冷制度对消除钢的屈服平台有显著作用,而强度有所下降;钢的强度随着退火温度的升高而升高.退火温度在830℃时,残余奥氏体形貌多呈膜状结构与贝氏体铁素体板条相伴出现,使钢的强度和塑性达到了最佳的配合:抗拉强度748 MPa,屈服强度408 MPa,均匀延伸率21.3%,加工硬化指数0.27,强塑积15932.4 MPa·%.     

低碳微合金钢碳氮析出物的Thermo-calc热力学分析

利用Thermo-calc热力学软件TCFE3数据库研究Nb-Ti、V-Ti、Nb-V-Ti低碳微合金钢中析出物的析出开始温度、给定温度的奥氏体成分,计算得到Nb-Ti低碳微合金钢中Nb、Ti碳氮化物的开始形成温度分别为1090和1400℃,最大摩尔分数分别为7.1×10-4、2.4×10-4,V-Ti低碳微合金钢中V、Ti碳氮化物的开始形成温度分别为800和1395℃,最大摩尔分数为2.1×10-3,1.5×10-4,Nb-V-Ti低碳微合金钢中Nb-V碳氮化物和Ti碳氮化物的开始形成温度分别为1070和1390℃,其碳氮化物最大摩尔分数分别为1.2×10-3、1.8×10-4。热力学软件的计算结果与有关文献的实验数据有较好的一致性。     

Nb元素对含Ti低碳微合金钢连续冷却转变及析出行为的影响

采用热模拟试验机研究了Nb元素对含Ti低碳微合金钢的动态连续冷却转变行为的影响,利用OM和TEM对等温淬火工艺处理后实验钢的显微组织和析出行为进行观察和分析。结果表明：Nb元素使得含Ti低碳微合金钢的动态CCT曲线整体向右下方移动,大大减小了先共析铁素体和珠光体相变区,同时扩大了针状铁素体和贝氏体相变区,在较低冷速时能得到较多的针状铁素体;含Nb- Ti和含Ti两种实验钢经等温淬火工艺处理后的显微组织均由铁素体和马氏体两相组成,铁素体相中析出物平均尺寸分别为6.8、4.2 nm,利用Orowan机制对析出强化量进行计算得出析出强化量分别为90.6、142.3 MPa。     

Nb-V-Ti和V-Ti微合金钢中碳氮化物的回溶行为

采用TEM和EDX技术,研究了低碳微合金钢中Nb,V,Ti的碳氮化物在不同温度保温后的回溶行为.结果表明,Nb-V-Ti微合金钢中存在尺寸明显不同的两类析出,较大的析出颗粒平均尺寸在80 nm以上,其心部为(Nb,V,Ti)(C,N),而边部为(Nb,Ti)(C,N),较小的析出颗粒平均尺寸在20 nm以下,其类型为(Nb,Ti)(C,N).两类析出物中Nb/Ti原子比均随回溶温度的升高而减小.V-Ti微合金钢中,Ti的存在对V的回溶具有拖曳作用,提高了V的碳氮化物的热稳定性.Nb-V-Ti微合金钢中,由于Nb,V,Ti之间综合作用,使得析出相中V具有更高的热稳定性.     

Nb对高Ti耐候钢连续冷却后显微组织及硬度的影响

采用Gleeble热模拟试验机研究了微合金元素Nb对高Ti耐候钢奥氏体连续冷却转变行为的影响,通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)以及硬度测试等手段比较了0.050%Nb和无Nb试验钢连续冷却转变后显微组织和硬度的变化。结果表明,Nb能抑制铁素体相变,促进贝氏体相变。冷却速度由5 ℃/s提高到10 ℃/s,两种试验钢的晶粒细化效果均最显著,无Nb钢和0.050%Nb钢硬度分别增加了22 HV0.2和25 HV0.2。冷却速度为40 ℃/s时,无Nb试验钢中析出物主要为6～13 nm球形Ti(C, N)复合析出物;含Nb试验钢中主要为5～12 nm球形(Ti, Nb)(C, N)和10～15 nm方形(Ti, Nb)(C, N)复合析出物,含Nb试验钢析出物较多,因此析出强化作用更强。在高Ti耐候钢中,Nb产生的晶粒细化作用并不显著。在相同冷速下,0.050%Nb试验钢的硬度略高于无Nb试验钢,最大差值仅为11 HV0.2。     

退火对TCS不锈钢热轧板含Nb和Ti析出相的影响

通过SEM、TEM及化学相分析的方法,对罩式退火前后TCS铁素体不锈钢热轧板中Nb、Ti碳氮化物进行了研究。结果表明:退火前后析出相粒子主要由TiN、(Ti,Nb)C组成。退火前(Ti,Nb)C粒子析出位置为晶界及亚晶界,退火后形状为不规则椭圆形,是点链状分布在晶粒中,尺寸比退火前显著增加;退火后TiN粒子发生聚集长大,钢板中部析出的TiN粒子在尺寸上大于边部,在数量上少于边部;退火后基体中固溶的C、S、P元素100%析出,N元素98.75%析出,Nb、Ti元素析出分别为73.91%和65%,Ni、Cr元素析出较少,分别为0.26%和0.03%。     

退火工艺对980 MPa级热镀锌双相钢组织及性能的影响

利用奥钢联热模拟试验机模拟980 MPa级双相钢连续退火镀锌过程,利用拉伸试验机、光学显微镜和扫描电镜研究连续镀锌工艺中均热温度和快冷出口温度对双相钢组织及力学性能的影响。结果表明,经热镀锌退火后,980 MPa级双相钢的微观组织为铁素体+马氏体,组织中有Nb,Ti碳氮化物析出。随着均热温度的升高,马氏体体积分数呈逐渐增加的趋势,屈服强度和屈强比不断升高。快冷出口温度从340 ℃升高到430 ℃,马氏体发生回火分解,降低了试验钢的屈服强度,同时改善了伸长率。快冷出口温度为400 ℃时,强塑积达到最大值13.9 GPa·%。当均热温度为840 ℃,快冷出口温度为460~480 ℃时,可以获得抗拉强度在980 MPa级以上的双相钢。     

连续退火工艺对冷轧微合金高强钢组织性能的影响

采用直拉式冷轧试验机及热力学模拟机对两种铌钛复合钢进行了冷轧连续退火模拟实验,找到了两钢种满足力学性能的最佳退火温度区间,即A钢730~740℃保温退火,B钢780~790℃保温退火。通过对力学性能进行分析,较低的微合金含量不适于生产屈服强度大于600 MPa的冷轧冲压用高强退火板。同时模拟实验发现,两种钢退火后组织均为铁素体+贝氏体+少量残余奥氏体,但微合金元素少的钢种晶粒明显粗化。经扫描电镜(SEM)+能谱(EDS)分析,发现两钢种析出物成分及析出数量基本相同,但析出尺寸存在较大差异。分析认为由于析出物粗化减弱了钉扎晶界作用,造成在再结晶加热过程中晶粒持续长大。     

不同冷速下36Mn2V钢坯高温塑性及碳氮化物的析出

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究了微合金钢36Mn2V连铸坯试样在冷速为3、8和15℃/s,变形温度为650～1000℃/s之间的高温塑性,并通过试样的断口形貌、显微组织和微合金析出相等的变化情况分析其脆化机理。结果表明：实验钢的第Ⅲ脆性温度区为950～650℃/s,800℃以上脆化是由碳氮化物单一原因造成,800℃以下脆化的原因则是碳氮化物的析出和沿晶界铁素体膜的形成;冷速过快加剧900～700℃温度区间的脆化;900℃已有大量碳氮化物的析出,随变形温度的降低,析出量减少,750℃仍然存在碳氮化物的析出。     

等温处理对中碳含钒微合金钢晶内铁素体形成的影响

研究了600,550,500和450℃等温处理对中碳含钒微合金钢晶内铁素体形成的影响,及530℃下钢的组织随等温时间的转变规律.同时测量了不同等温温度处理后钢的维氏硬度,分析了钢中诱导晶内铁素体析出的夹杂物的成分.结果表明:由600℃逐渐降低至500℃进行等温处理,晶内铁素体的含量随之增加,其形状由等轴状变为针状,钢的硬度逐渐降低;但是等温温度降至450℃时,钢中出现了贝氏体,钢的硬度亦随之升高.实验中发现,在远离原奥氏体晶界处,晶内铁素体先于珠光体发生形核长大;由Si、Mn、Ti和V等元素构成的及Mn、Ti和S等元素构成的复合夹杂物可以诱导晶内铁素体形核析出.     

Nb-Ti微合金钢中第二相的溶解行为

利用碳萃取复型、TEM和EDX分析,研究了低碳Nb-Ti微合金钢在1 300℃等温过程中第二相粒子的溶解行为。实验结果表明:钢中有两类尺度存在显著差异的析出颗粒,其一为尺寸在50 nm以上的富钛相(生成于钢液凝固阶段),其二为尺寸小于20 nm的富铌相(形成于奥氏体变形过程)。在1 300℃保温2 h后,应变诱导析出相基本消失,而凝固过程中形成的析出相在保温48 h后,还存在含Nb的(Nb,Ti)(C,N)复合相。在微合金钢中含Ti的情况下,碳氮化物的稳定性大幅提高。这些结果表明,析出相的形成和热稳定性在很大程度上取决于Nb和Ti原子的相互作用。     

退火温度对Nb-Ti微合金化高强无取向电工钢析出物及性能的影响

研究了退火温度对Nb-Ti微合金化高强无取向电工钢析出物、力学性能和磁性能的影响。结果表明:随着退火温度的升高,含Nb,Ti高强无取向电工钢中的(Nb,Ti)C析出物发生回溶和粗化,(Nb, Ti)C颗粒尺寸增大和分布密度降低,其抗拉强度与屈服强度先增大后减小,磁感B_(50)先增大后减小,铁损P_(1.5/50)和P_(1.0/400)逐渐降小;此外,还添加了微量稀土(Ce),用于控制的析出物形态,改善磁性能;经860℃×5 min退火后试验钢的强度和磁性能匹配最佳。     

低碳微合金钢中Nb、V、Ti碳氮化物的回溶研究

采用透射电镜和X射线光谱技术,研究了低碳微合金钢中Nb、V、Ti的碳氮化物在不同温度保温1 h后的回溶行为.结果表明,低碳微合金钢中存在尺寸明显不同的两类析出,其中颗粒尺寸较大的在80 nm以上;这种颗粒的心部是(Nb,V,Ti)(C,N)相,而颗粒边缘为(Nb,Ti)(C,N)相;颗粒尺寸较小的在20 nm以下,其类型为(Nb,Ti)(C,N).两类析出物中Nb与Ti的原子比均随回溶温度的升高而减小.     

铌钒氮微合金钢中碳氮化合物研究

将铌钒氮微合金钢进行热轧和空冷处理，透射电镜发现铁素体中弥散着细小的球形析出相，三维原子探针分析显示这些析出相为Nb、V、Mo碳氮化物，进一步研究表明V、Nb、Mo原子主要依次位于碳氮化物的中心、次中心层和外层，Mn原子在基体与碳氮化物界面处偏聚。从碳氮化物的中心到外层依次主要为V的碳化物、Nb的碳氮化物、Mo的碳化物。     

不同成分体系罩退高强IF钢的组织与性能

研究了不同成分体系含P高强IF钢在罩式退火条件下的析出物、组织与性能差异。结果表明,微合金元素Nb和Ti是影响试验钢析出物、组织和性能的关键因素。添加Ti的Ti-HIF和Nb+Ti-HIF两种成分体系的试验钢FeTiP析出物数量多,r值较差;添加Nb可以细化钢板组织,使钢板析出强化、细晶强化、固溶强化效果更显著,有利于提高抗拉强度;Nb-HIF成分体系试验钢性能最优,适合罩式退火工艺条件下生产。